[实用新型]一种实验用离心纺丝装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于纤维材料纺丝技术领域，涉及一种研究纤维材料离心纺丝实验条件的装置，特别涉及一种能够测定特定纺丝液最佳集丝半径和最佳转速的离心纺丝装置。

背景技术：

离心纺丝是利用高速旋转的装置产生的离心力和剪切力将聚合物熔体或溶液在喷丝孔处克服原料粘度和表面张力甩出而形成纤维的过程，其弥补了拉伸法、相分离法、静电纺丝法等传统纤维生产方法难以实现工业化大规模应用的弊端，可广泛应用于防护服、生物医学制品、膜材料、过滤介质、催化剂、电子产品、能源储存和复合增强等材料的制备。在特定纺丝液离心纺丝研究过程中，喷丝孔的直径和形状，旋转速度以及喷丝器与集丝器之间的距离(又称集丝半径)是影响离心纺丝过程中纤维成丝的重要因素，在实验研究过程中，需要做大量的研究得出不同集丝半径和转速对纺丝效果的影响。一般而言，对于特定的纺丝液，喷丝孔的直径和形状是固定的，喷丝器的最佳转速可以通过自动调节得出，然而

在研究最佳集丝半径时，需要不断更换不同直径的集丝器。现有的关于离心纺丝装置的研究一般都集中在适合工业应用的离心纺丝装置，鲜有关于实验研究用的离心纺丝装置。如中国专利CN2014101088679公开了一种多功能离心纺丝设备，其包括储液装置、送液装置、驱动装置以及集丝装置，集丝装置包括分布在喷丝装置外围部位的收集板及用于支撑收集板的支撑座，支撑座上设有若干条滑槽，收集板通过安装在不同的滑槽上可以实现调节收集板与外转筒的相对距离，本发明的设计虽然可以实现不同集丝直径的调节，然而实际操作过程中需要手动调节，无法实现集丝直径的自动更换。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，寻求设计一种研究用的离心纺丝装置，解决现在实验用离心纺丝装置短缺，克服现有离心纺丝装置在研究不同转速和不同集丝半径对成丝状况影响时无法实现自动控制的问题。

为了实现上述目的，本实用新型涉及的一种实验用离心纺丝装置，包括喷丝器、集丝器、升降装置、控制器、传动轴、马达和夹紧装置；马达和升降装置底部均固定在底面上，马达输出轴通过传动轴与喷丝器底部固定连接，集丝器为等腰梯形圆桶且等腰梯形圆桶宽口向上，集丝器绕喷丝器环形设置且集丝器和喷丝器中心轴在同一条直线上，集丝器固定在升降装置上，控制器分别与马达和升降装置电连接。升降装置为现有的升降速度可控的升降杆，集丝器通过夹紧装置或卡箍固定在升降装置上部。

或者本实用新型涉及的一种实验用离心纺丝装置，包括喷丝器、集丝器、控制器、传动轴、马达、夹紧装置、支撑杆和升降套筒；支撑杆和马达底部均固定在底面上，集丝器为等腰梯形圆桶且等腰梯形圆桶宽口向上，升降套筒顶部为一圆形平台，马达输出轴连接传动轴一端，升降套筒与传动轴内螺纹连接，喷丝器固定在升降套筒顶部圆台上，集丝器绕喷丝器环形设置且集丝器和喷丝器中心轴在同一条直线上，集丝器固定在支撑杆上，控制器与马达电连接。集丝器通过夹紧装置或卡箍固定在支撑杆上部。

进一步地，所述集丝器表面母线方向上设有若干个该高度所在集丝器圆形截面半径长度组成的刻度线。

进一步地，所述夹紧装置包括两个弧形钳口、弹性防滑层、两个连杆和夹紧件，弧形钳口固定在连杆自由端，弹性防滑层设置在弧形钳口内侧，弧形钳口固定夹紧集丝器，夹紧件连接两个连杆并调节连杆之间的开度。

进一步地，所述夹紧件为夹紧弹簧或由螺丝和螺杆组成。

一种测定集丝半径和转速对纺丝影响的方法，采用上述实验用离心纺丝装置，具体包括以下步骤：

(1)通过在控制器上设置马达的固定转速，进而将喷丝器的旋转速度固定，通过控制器控制将集丝器底部所在平面低于喷丝器上喷丝孔所在的旋转平面；

(2)通过控制器设定集丝器和喷丝器相对运动速度和时间，速度×时间≤集丝器高，喷丝器固定缓慢向下移动集丝器或集丝器固定缓慢向上移动喷丝器，直至集丝器的顶部所在平面高于喷丝孔的旋转平面，过程中通过集丝器搜集到的成丝情况调节相对运动速度；

(3)取下集丝器上的成丝，沿集丝器母线方向取条形样品，通过SEM(扫描电子显微镜)测试成丝效果，确定成丝效果较好的点，通过刻度线获得该点在集丝状态下距离喷丝器的距离，即最佳集丝半径。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：可以实现在研究不同转速和不同集丝半径对成丝状况影响时的自动化控制，装置结构简单，操作方便，特别适用于离心纺丝的研究过程中。

附图说明：

图1为实施例1涉及的实验用离心纺丝装置的结构示意图。

图2为实施例2涉及的实验用离心纺丝装置的结构示意图。